Energia okolo nás
Rovnovážny dej
Izolovaná sústava
fyzikálna sústava, ktorá nie je v interakcii
so svojím okolí - nevymieňa si s ním ani hmotu ani energiu
Vedenie, prúdenie a sálanie tepla
Prúdenie tepla(konvekcia)
je jeden zo spôsobov šírenia tepla v kvapalinách a plynoch, pri ktorom sa premiestňujú priamo častice s väčšou energiou
Voľná konvekcia
Nútená konvekcia
nasáva účinkom gravitácie a smer prenosu tepla má zvislý smer. Teplo stúpa nahor, pretože teplejšie časti kvapalín a plynov majú menšiu hustotu
nastáva ak je prúdenie vnútorní, vtedy smer prenosu tepla závisí od smeru prúdenia tekutiny
Vedenie tepla
je jeden so spôsobov šírenia tepla v telesách, pri ktorom si pri vzájomných zrážkach častice materiálu navzájom odovzdajú časť svojej pohybovej energie
Ustálené vedenie tepla
Neustálené vedenie tepla
teplotný rozdiel medzi jednotlivými
časticami telesa sa v čase nemení
teplotné rozdiel medzi jednotlivými časticami telesa, medzi ktorými sa teplo prenáša, sa postupne vyrovnávajú
Sálanie (radiácia)
je mechanizmus prenosu tepla, ktorý spočíva v emisii a absorpcií tepelného žiarenia
je jediný prenos tepla, pri ktorom nie je potrené sprostredkujúce látkové prostredie
Mechanika kvapalín a plynov
Vlastnosti kvapalín
nestlačiteľnosť
tekutosť
vnútorné trenie
tlakové sily v kvapalinách
kapilárne javy
voľná hladina na voľnom povrchu
Tlak
Označuje sa P,
základná jednotka je Pascal(Pa) = Nm-2
tlak neúčinkuje iba v bode pôsobenia ale prenáša sa objemom telesa. Patrí k základným termodynamickým veličinám
je fyzikálna veličina, vyjadrujúca pomer sily F kolmo, rovnomerne a spojito pôsobiacej na plochu a obsah tejto plochy S
Bernouliho rovnica
je dôležitý vzťah používaný v hydrodynamike, ktorý je matematickým vyjadrením zákona zachovania energie v ustálenom toku kvapaliny alebo plynu
Hydrostatický paradox
Je označenie skutočnosti, že sila pôsobiaca na dno nádoby od hydrostatického tlaku nie je závislá od tvaru nádoby a môže byť odlišná od tiaže objemu kvapaliny v tejto nádobe
Archimedov zákon
Teleso ponorené do kvapaliny je nadľahčované hydrostatickou vztlakovou silou, ktorej veľkosť sa rovná tiaži kvapaliny s rovnakým objemom ako je objem ponorenej časti telesa.
je fyzikálny zákon, ktorý sformoval grécky učenec Archimedes zo Syrakúz
Vztlaková sila
Fvz = Vp . pk . g
Fvz - vztlaková sila
Vp - objem ponorenej časti
pk - hustota kvapaliny
g - gravitačné zrýchlenie
Termodynamické zákony
- termodynamický zákon
- termodynamický zákon
Formulácia No1.
Každá fyzikálna sústava má stavovú veličinu nazývanú vnútorná energia(U), ktorá sa mení len prostredníctvom výmeny energie s okolím
Formulácia No2.
ΔU = ΔQ + Δ(Wp + Wk),
kde ΔU = zmena vnútornej energie sústavy
ΔQ = zmena tepla sústavy
(+ znamená dodanie;
'- znamená odobranie)
Δ(Wp + Wk) = vykonaná/spotrebovaná objemová práca
(+ znamená, že ju vykonala;
'- znamená, že ju spotrebovala )
Formulácia No3.
Nie je možné skonštruovať perpetuum mobile prvého druhu
(teda stroj, ktorý cyklicky opakuje dej len s počiatočnou energiou)
Formulácia No1.
Nie je možné, aby sa teplo samovoľne šírilo z chladnejšieho miesta na teplejšie
Formulácia No2.
Planckova-Kelvinova formulácia: nedá sa zostrojiť perpetuum mobile druhého druhu
(teda cyklicky pracujúci tepelný stroj, ktorý by len prijímal teplo z teplejšieho telesa a vykonával rovnako veľkú prácu, ako toto teplo)
Formulácia No3.
Clausiusova formulácia: nemožno zostrojiť cyklicky pracujúce zariadenie, ktoré nevytvára žiaden efekt okrem toho, že prenáša teplo z telesa s nižšou teplotou na teleso s vyššou teplotou
Stavová rovnica
ideálneho plynu
sústava pri tomto deji prechádza niekoľkými na seba
nadväzujúcimi rovnovážnymi sústavami
Vyjadrenie pomocou plynovej konštanty
je termická stavová rovnica pre ideálne plyny
Stavová rovnica ideálneho plynu sa niekedy zapisuje v trochu inom tvare, kedy je počet častíc N nahradený iným látkovým množstvom n.
pV=nRT
Deje s ideálnym plynom
Izotermický dej
Izobarický dej
Izochorický dej
Je dej, pri ktorom je objem plynu stály.
ak sa nemení objem plynu tak pri zohrievaní sa zväčšuje teplota a tlak plynu a pri ochladzovaní sa zmenšuje teplota a tlak plynu
Je dej, pri ktorom je teplota plynu stála
ak sa nemá zmeniť teplota plynu tak pri izotermickom stláčaní musí plyn odovzdať teplo a pri izotermickom rozpínaní musí plyn prijímať teplo
Je dej, pri ktorom je tlak plynu stáli
ak sa nemá meniť tlak plynu tak pri zohrievaní sa zväčšuje teplota a objem plynu a pri ochladzovaní sa zmenšuje teplota a objem plynu
Kinetická energia
kinetická energia alebo pohybová energia je jeden z druhov mechanickej energie. Kinetickú energiu majú telesá ktoré sa pohybujú
Ek = 1/2 mv2
Označuje sa Ek,
základná jednotka je Joule(J)
veľkosť kinetickej energie závisí na hmotnosti a rýchlosti telesa. Ak je teleso v pokoji, jeho kinetická energia je nulová. Kinetická energia podľa definície nikdy nemôže byť záporná
kinetická energia hmotného bodu je množstvo práce, ktoré bolo potrebné vynaložiť, aby hmotný bod s hmotnosťou m zrýchli z pokoja na rýchlosť v
Trojný bod
Je hodnota teploty a tlaku vo fázovom diagrame, pri ktorom súčasne existujú všetky tri skupenstvá látky za termodynamickej rovnováhy
používa sa definíciu kelvina, jednotky SI termodynamickej teploty. Voda tento stav dosiahne pri teplote 0,01 °C a tlaku 611.73 Pa.
Tepelná kapacita telesa
je miera tepla, ktoré musí teleso prijať aby došlo k zmene jeho teploty a
je definovaná ako množstvo tepla v Jouloch, ktoré treba telesu dodať, aby sa jeho teplota zvýšila o 1 K, prípadne o 1 °C
Kalorimetrická rovnica
Q = m . c . (t2 - t1)
je rovnica popisujúca tepelné výmeny pomocou zákonu zachovania energie
na jej základe je mo6né určiť mernú kapacitu látok, zistiť množstvo tepla, ktoré treba dodať, alebo odobrať alebo určiť výslednú teplotu pri tepelnej výmene
Celziova teplotná stupnica
má 2 základné teploty: 0 °C a 100 °C
Medzi týmito teplotami je stupnica rovnakých dielikov. Jeden dielik na stupnici zodpovedá jednému Celziovmu stupňu. Voľba teplotnej stupnice závisí od voľba teplomernej látky
Termodynamická teplotná stupnica
Jej teplotou je Kelvin. Kelvin je definovaný ako 1/273,16 termodynamickej teploty trojného bodu vodu
má jednu základnú teplotu
teplota rovnovážneho stavu sústavy ľad+voda+nasýtená para. Tento rovnovážny stav sa volá trojný bod vody a dohodou sa mu priradila teplota Tr = 273,16 K
termodynamickú teplotu môžeme merať plynového teplomera
skladá sa z nádoby naplnenej plynom, ktorá je spojená úzkou rúrkou s otvoreným kvapalinovým manometrom. Manometer má jedno rameno pohybliví v zvislom smere aby sa udržiaval stály objem plynu.
Vnútorná teplota a jej zmeny
je celkovo pohybová a polohová energia všetkých častíc v telese
pri zvýšení teploty telesa sa zväčšuje aj jeho vnútorná energia
častice telesa sa ustavične pohybujú, a preto nemôže vnútorná energia telesa nulová
zmena vnútornej energie telesa pri vykonaní práce
vykonaním práce môžeme zväčšiť vnútornú energiu telesa
zväčšenie vnútornej energie sa navonok prejaví zvýšením teploty telesa
zmena vnútornej energie telesa pri tepelnej výmene
pri styku dvoch telies s rôznymi teplotami teleso s vyššou teplotou odovzdáva teplo druhému telesu kým sa ich teploty nevyrovnajú
v tepelných vodičoch prebieha tepelná výmena rýchlo, v izolantoch za tých istých podmienok pomalšie